本文為英文版的機器翻譯版本，如內容有任何歧義或不一致之處，概以英文版為準。

使用啟用 MQTT 的 V3 閘道將資料整合到 SiteWise Edge

本教學課程將引導您整合使用 MQTT 訊息通訊協定和啟用 AWS IoT SiteWise MQTT 的 V3 閘道的第三方裝置和感應器。您將了解如何設定 AWS IoT SiteWise 邊緣閘道，以從已啟用 MQTT 的裝置收集和監控資料。 AWS IoT SiteWise 可讓您收集、處理和監控工業設備資料。使用 SiteWise Edge 功能來最佳化工業 IoT 操作，並將原始資料轉換為可行的洞見。

在本教學課程中，我們使用來自風力發電廠示範的資料來說明關鍵概念。熟悉程序後，您可以使用自己的資料重複教學課程。

完成本教學課程後，您可以執行以下項目：

此外，您可以透過連線至其他 AWS IoT 服務來利用邊緣閘道功能，以執行下列任務：

先決條件

為了完成本教學，您需要以下項目：

步驟 1：建立 AWS IoT 政策

本教學課程使用您在擷取資料教學課程中建立 AWS IoT 的政策。此政策會設定裝置的安全規則，並在其中建立外部裝置和感應器的數位表示 AWS IoT。此政策允許第三方裝置 AWS IoT Core 使用 MQTT （訊息佇列遙測傳輸） 將資料傳送至 。如需 MQTT 訊息的詳細資訊，請參閱什麼是 MQTT？。

Console

確保政策完成 AWS IoT 。如需詳細說明，請參閱擷取資料教學中的步驟 1。

若要驗證您是否具有作用中 AWS IoT 的政策

1. 導覽至 AWS IoT 主控台。

2. 在左側導覽窗格中，選擇股票，然後選擇政策。

3. 選擇您建立的政策。例如 SiteWiseTutorialDevicePolicy。

4. 確認政策的狀態列為作用中。

AWS CLI

確保政策完成 AWS IoT 。如需詳細說明，請參閱擷取資料教學中的步驟 1。

使用 命令參考中的下列 AWS CLI get-policy 命令來驗證您是否具有作用中 AWS IoT 政策： AWS CLI

aws iot get-policy --policy-name "SiteWiseTutorialDevicePolicy"

此政策可讓您 AWS IoT 的裝置建立連線，並使用 MQTT 訊息與裝置陰影通訊。若要與裝置影子互動，您的 AWS IoT 物件會在開頭為 的主題上發佈和接收 MQTT 訊息$aws/things/thing-name/shadow/。此政策包含稱為 的物件政策變數${iot:Connection.Thing.ThingName}。此變數會取代每個主題中連接的物件名稱。iot:Connect 陳述式會設定哪些裝置可以建立連線的限制，確保物件政策變數只能取代以 開頭的名稱SiteWiseTutorialDevice。

如需詳細資訊，請參閱《 AWS IoT 開發人員指南》中的物件政策變數。

步驟 2：建立和設定 AWS IoT 物件

在此步驟中，將邊緣裝置註冊為 AWS IoT 物件，並產生與 AWS IoT SiteWise Edge 安全通訊所需的物件憑證和金鑰。此程序為您的裝置建立透過啟用 MQTT 的 V3 閘道傳送第三方資料的基礎。

Console

確保完成 AWS IoT 物件的建立和組態步驟。如需詳細說明，請參閱擷取資料教學中的步驟 2。

確認您有作用中的 AWS IoT 物件

1. 導覽至 AWS IoT 主控台。

2. 在左側導覽窗格中，選擇所有裝置，然後選擇物件。

3. 選擇您建立的物件。例如 SiteWiseTutorialDevice1。

4. 在憑證下，確認狀態列為作用中。

AWS CLI

確保完成 AWS IoT 物件的建立和組態步驟。如需詳細說明，請參閱擷取資料教學中的步驟 2。

使用下列 AWS CLI 命令來驗證您是否具有作用中 AWS IoT 政策：

 aws iot describe-thing --thing-name "SiteWiseTutorialDevice1"

完成這些步驟後，您可以將裝置安全地連線至 AWS IoT SiteWise Edge。您已建立本機目錄來存放您為 MQTT 身分驗證產生的憑證和金鑰。您的裝置已在 AWS IoT 主控台中註冊為 AWS IoT 物件，而且您的裝置已準備好與 SiteWise Edge 整合資料。您可以將工業設備或其他裝置連線至 AWS IoT 平台，並開始將資料擷取至 SiteWise Edge。

步驟 3：設定已啟用 SiteWise Edge MQTT 的 V3 閘道

在此步驟中，建立已啟用 AWS IoT SiteWise Edge MQTT 的 V3 閘道，並將其設定為從 EMQX 代理程式接收資料。閘道可做為裝置與 之間的橋接器 AWS IoT。這可讓您在本機處理資料，然後再將其傳送到 AWS 雲端。此組態可減少頻寬並減少雲端處理延遲。

Console

若要建立已啟用 AWS IoT SiteWise MQTT 的 V3 閘道

1. 登入 AWS Management Console 並開啟 AWS IoT SiteWise 主控台。

2. 在左側導覽窗格中，選擇 Edge 閘道，然後選擇建立閘道。

3. 在部署目標下，選擇自我託管閘道。

4. 在自我託管閘道選項下，選擇啟用 MQTT 的 V3 閘道 - 建議。

5. 在閘道組態下：

   1. 在閘道名稱中，輸入閘道的名稱。例如 SiteWise Tutorial Device Gateway。

   2. 在 Greengrass 裝置作業系統中，為您的裝置選取適當的選項。

6. 在進階組態下：

   1. 選擇預設設定。

   2. 輸入 Greengrass 核心裝置的名稱，或使用 產生的名稱 AWS IoT SiteWise。

7. 選擇 Create gateway (建立閘道)。

8. 在確認對話方塊中，選擇產生並下載，為您的 SiteWise Edge 閘道產生安裝程式。如需詳細資訊，請參閱建立自我託管 SiteWise Edge 閘道。

警告

將安裝程式檔案存放在安全的位置。此檔案無法重新產生，需要此檔案才能在後續步驟中完成閘道設定。

AWS CLI

使用 AWS CLI 建立自我託管閘道。您需要提供閘道的名稱，指定平台和閘道版本。如需詳細資訊，請參閱 AWS IoT SiteWise API 參考中的 CreateGateway。

若要使用此範例，請以您自己的資訊取代使用者輸入預留位置。

aws iotsitewise create-gateway \
    --gateway-name SiteWise Tutorial Device Gateway \
    --gateway-platform greengrassV2={coreDeviceThingName=your-core-device-thing-name, coreDeviceOperatingSystem=LINUX_AMD64} \                        
    --gateway-version 3 \
    [--cli-input-json your-configuration]

• gateway-name – 閘道的唯一名稱，例如 SiteWise Tutorial Device Gateway。

• gateway-platform – 輸入 greengrassV2。如需詳細資訊，請參閱 AWS IoT SiteWise API 參考中的 CreateGateway。

  • coreDeviceThingName – AWS IoT Greengrass V2 核心裝置的 AWS IoT 物件名稱。例如 SiteWiseTutorialDevice1。

  • coreDeviceOperatingSystem – 核心裝置的作業系統 AWS IoT Greengrass V2。閘道版本 3 需要指定作業系統。選項包括：LINUX_AARCH64、 LINUX_AMD64和 WINDOWS_AMD64。

• gateway-version – 閘道的版本。

  • 將 3用於閘道版本，以建立啟用 MQTT 的 V3 閘道。

• cli-input-json – 包含請求參數的 JSON 檔案。

使用以下 AWS CLI 命令來確認您的閘道已成功建立：

aws iotsitewise describe-gateway --gateway-id your-gateway-id

步驟 4：安裝 SiteWise Edge 閘道軟體

若要安裝閘道軟體，請使用您在上一個步驟中下載的安裝程式套件。安裝程序會設定必要的元件、啟動 Greengrass 核心服務，以及向 註冊您的裝置 AWS IoT Greengrass。安裝完成後，請確認您的閘道顯示在AWS IoT SiteWise 主控台的 Edge 閘道下，且 Greengrass 服務在您的裝置上正確執行。

如需詳細說明，請參閱 在本機裝置上安裝 AWS IoT SiteWise Edge 閘道軟體。

步驟 5：設定 EMQX 代理程式以連線至外部應用程式

設定 EMQX 代理程式以啟用 IoT 裝置與外部應用程式之間的安全通訊。EMQX 代理程式可做為中央傳訊中樞，在 IoT 裝置、閘道和應用程式之間路由資料。EMQX 代理程式可確保閘道和邊緣連線應用程式上的可靠訊息傳遞。如需詳細資訊，請參閱將外部應用程式連接至 EMQX 代理程式。

設定 EMQX 代理程式

EMQX 可讓您根據使用者名稱、IP 地址或用戶端 ID 等識別符建立授權規則。這對於控制對資料的存取很有用。如需詳細資訊，請參閱在 EMQX 中設定 AWS IoT SiteWise Edge 的授權規則。

成功部署後，您的 EMQX 代理程式已設定完成，並準備好與外部應用程式安全地連線。

範例：新增 CPU、記憶體和時間戳記 JSON 承載

CPU JSON 承載

{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/cpu",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "offsetInNanos": 0,
        "timeInSeconds": 1753206441
      },
      "value": {
        "integerValue": 45.2
      }
    }
  ]
}

記憶體 JSON 承載

{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/memory",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "offsetInNanos": 0,
        "timeInSeconds": 1753206441
      },
      "value": {
        "integerValue": 67.8
      }
    }
  ]
}

時間戳記 JSON 承載

{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/timestamp",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "offsetInNanos": 0,
        "timeInSeconds": 1753206441
      },
      "value": {
        "integerValue": 23.5
      }
    }
  ]
}

承載定義 IoT 裝置必須用來透過 EMQX 代理程式將裝置資料傳送至 SiteWise Edge 的必要 JSON 結構。此格式可確保 AWS IoT SiteWise 可以識別您的裝置並處理感應器讀數。在您實作這些組態和承載結構之後，您的風力發電廠監控系統已準備好收集和處理資料。

步驟 6：使用 Mosquitto 發佈資料

建立已啟用 MQTT 的 V3 閘道後，設定 Eclipse Mosquitto 將測試資料傳送至 SiteWise Edge。Mosquitto 是開放原始碼 MQTT 訊息代理程式，使用 MQTT 通訊協定在裝置之間進行輕量型傳訊。Mosquitto 用戶端可讓您將訊息發佈至 MQTT 主題，模擬來自風力發電廠感應器的資料。使用 Mosquitto，模擬裝置資料，而不需要任何第三方服務或其他設備。如需詳細資訊，請參閱 Eclipse Mosquitto 官方網站上的文件。在本教學課程中，來自擷取資料教學課程的本機資料和虛構資料正用於示範用途。

使用 Mosquitto CLI 用戶端來測試 SiteWise Edge EMQX 代理程式

使用 Mosquitto 發佈測試資料。開啟命令列並執行下列命令：

範例：CPU 屬性

mosquitto_pub -h localhost -p 1883 -t "SiteWiseTutorialDevice/cpu" -m '{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/cpu",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "timeInSeconds": 1753206441,
        "offsetInNanos": 0
      },
      "value": {
        "integerValue": 45.2
      }
    }
  ]
}' 

範例：記憶體屬性

mosquitto_pub -h localhost -p 1883 -t "SiteWiseTutorialDevice/memory" -m '{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/memory",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "timeInSeconds": 1753206441,
        "offsetInNanos": 0
      },
      "value": {
        "integerValue": 72.1
      }
    }
  ]
}'

範例：時間戳記屬性

mosquitto_pub -h localhost -p 1883 -t "SiteWiseTutorialDevice/timestamp" -m '{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/timestamp",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "timeInSeconds": 1753206441,
        "offsetInNanos": 0
      },
      "value": {
        "integerValue": 1683000000
      }
    }
  ]
}'

步驟 7：指定目的地

在此步驟中，指定目的地以決定要引導來源資料的位置。使用 AWS IoT SiteWise 搭配 Amazon S3 緩衝作為目的地。此選項提供可擴展的方式來存放和處理您的 IoT 資料。

Console

新增目的地

1. 導覽至 AWS IoT SiteWise 主控台，然後選取 Edge 閘道。

2. 在 SiteWise 教學課程裝置閘道下，選擇新增目的地。

3. 在目的地詳細資訊下，選擇AWS IoT SiteWise 使用 Amazon S3 緩衝。若要進一步了解目的地類型，請參閱AWS IoT SiteWise 閘道目的地。

4. 在目的地名稱下，輸入目的地的名稱，例如 SiteWise Tutorial S3 Destination。

5. 在 S3 上傳設定下，輸入您的 S3 儲存貯體位置。例如 s3://sitewise-tutorial-mqtt-data-[your-account-id]。若要進一步了解 Amazon S3，請參閱《Amazon Simple Storage Service 使用者指南》中的建立、設定和使用 Amazon S3 儲存貯體。

6. 在資料上傳頻率下，輸入介於 1 分鐘到 30 天之間的值。例如 1 minute。

7. 在資料儲存設定下：

   1. 取消選取將資料複製到儲存體。雖然建議將此設定用於生產環境，但在此教學課程中不需要。當您取消選取此選項時，會自動取消選取從 S3 刪除資料選項。

8. 選擇 Add destination (新增目的地)。

注意

本教學課程使用 1 分鐘的間隔進行測試。完成教學課程後，您可以調整此間隔以符合您的生產需求，或刪除它以避免產生額外費用。

AWS CLI

範例：使用 Amazon S3 建立新的緩衝 AWS IoT SiteWise 目的地

使用 AWS CLI 命令參考中的 update-gateway-capability-configuration 來設定發佈者。將 capabilityNamespace 參數設為 iotsitewise:publisher:3。

{
    "sources": [
      {
        "type": "MQTT"
      }
    ],
    "destinations": [
      {
        "type": "SITEWISE_BUFFERED",
        "name": "your-s3-destination-name",
        "config": {
          "targetBucketArn": "arn:aws:s3:::amzn-s3-demo-bucket/Optional/SomeFolder",
          "publishPolicy": {
            "publishFrequency": "1m",
            "localSizeLimitGB": 10
          },
          "siteWiseImportPolicy": {
            "enableSiteWiseStorageImport": true,
            "enableDeleteAfterImport": true,
            "bulkImportJobRoleArn": "arn:aws:iam::123456789012:role/your-role-name"
          }
        },
        "filters": [
          {
            "type": "PATH",
            "config": {
              "paths": [
                "#"
              ]
            }
          }
        ]
      }
    ]
  }          
      

如需目的地的詳細資訊，請參閱 使用 Amazon S3 新增 AWS IoT SiteWise 緩衝目的地。

步驟 8：指定路徑篩選條件

在此步驟中，設定路徑篩選條件以指定要監控風力發電廠裝置資料的 MQTT 主題。

路徑篩選條件遵循 MQTT 主題萬用字元規格，支援兩個特殊字元：

Console

設定您的路徑篩選條件

在路徑篩選條件下：

1. 導覽至 AWS IoT SiteWise 主控台，然後選取 Edge 閘道。

2. 在 SiteWise 教學課程裝置閘道下，選擇新增目的地。

3. 選擇新增路徑篩選條件以手動輸入下列路徑篩選條件：

   • SiteWiseTutorialDevice/#

   • windfarm/+/turbine/+/performance/#

   • cpu/+/idle-time

   • cpu/+/interruption-count/+

   • +/memory/consumption

   • timestamp/+/measurement

   • device/+/status/+

   • system/+/performance-log

4. 選擇 Add destination (新增目的地)。

如需路徑篩選條件最佳實務的詳細資訊，請參閱 路徑篩選條件的最佳實務。

AWS CLI

使用下列 AWS CLI 命令來設定您的路徑篩選條件：

範例 1：使用萬用字元的裝置資料

{
 "destinations": [
   {
     "name": "All Device Data Destination"
   }
 ],
 "filters": [
   {
     "type": "PATH",
     "config": {
       "paths": [
         "SiteWiseTutorialDevice/#",
         "windfarm/+/turbine/+/performance/#"
       ]
     }
   }
 ]
}

此路徑篩選條件組態使用多層萬用字元 (#) 來擷取來自 SiteWiseTutorialDevice 的所有資料，以及來自風力發電廠中任何渦輪機的所有效能資料。

範例 2：CPU 和記憶體效能

{
 "destinations": [
   {
     "name": "Performance Metrics Destination"
   }
 ],
 "filters": [
   {
     "type": "PATH",
     "config": {
       "paths": [
         "cpu/+/idle-time",
         "+/memory/consumption",
         "cpu/+/interruption-count/+"
       ]
     }
   }
 ]
}

此範例會擷取跨裝置的各種 CPU 指標 （閒置時間和中斷計數） 和記憶體耗用資料。

範例 3：裝置診斷

{
 "destinations": [
   {
     "name": "Device Diagnostics Destination"
   }
 ],
 "filters": [
   {
     "type": "PATH",
     "config": {
       "paths": [
        "device/+/status/+",
        "system/+/performance-log"
       ]
     }
   }
 ]
}  

此組態使用 + 萬用字元從多個裝置擷取診斷資料，特別是系統效能日誌和裝置狀態更新。

這三個路徑篩選條件符合您用來使用 Mosquitto 發佈測試資料的 MQTT 主題。篩選條件可確保 SiteWise Edge 閘道擷取和處理相關的 MQTT 訊息。如需如何新增路徑篩選條件的詳細資訊，請參閱 將路徑篩選條件新增至 AWS IoT SiteWise Edge 目的地。

步驟 9：設定您的 AWS IoT 資源

在此步驟中，建立必要的 AWS IoT SiteWise 資產模型和資產來代表模擬的第三方裝置，並透過邊緣閘道啟用資料擷取。

在開始此步驟之前，您應該已完成擷取資料教學課程中的步驟 3 到 8。這些步驟會建立基本元件，透過啟用 MQTT 的 V3 閘道整合第三方資料。您也可以設定定義感應器資料流入方式的規則 AWS IoT SiteWise，並執行模擬工業風力發電廠資料的裝置用戶端指令碼。

驗證您的 AWS IoT 資源組態

步驟 10：視覺化您的資料

設定 Grafana 的開放原始碼版本，以視覺化您的風力發電廠裝置資料。Grafana 是一種視覺化平台，可顯示您的即時操作資料。這些儀表板可協助您追蹤營運效率，並識別整個基礎設施的維護需求。如需整合的詳細資訊，請參閱 AWS IoT SiteWise 與 Grafana 整合。

設定 Grafana

完成這些步驟後，您可以建置和自訂 Grafana 儀表板，以顯示風力發電廠的操作指標。這可讓您即時追蹤和分析您在邊緣的風力發電廠效能。

您已完成教學課程。在此程序中，您設定 AWS IoT SiteWise Edge 使用啟用 MQTT 的 V3 閘道來整合第三方裝置資料。此設定可讓您收集、處理和視覺化邊緣的工業設備資料，進而降低延遲和營運成本。透過使用風力發電廠示範，您可以透過啟用 MQTT 的 V3 閘道收集和處理操作指標，例如 CPU 和記憶體用量資料。

若要增強您的 IoT 解決方案，請考慮利用 探索異常偵測等進階功能使用 Lookout for Equipment 偵測異常，或整合 Amazon QuickSight 使用者指南中的其他 AWS 服務，例如 Amazon QuickSight。 Amazon QuickSight

步驟 11：在教學課程後清除資源

完成有關將資料整合到 AWS IoT SiteWise Edge 的本教學課程後，請清理您的資源，以避免產生額外費用。

解除安裝 AWS IoT Greengrass 核心

從本機裝置解除安裝 AWS IoT Greengrass Core 軟體。如需詳細說明，請參閱《 AWS IoT Greengrass 開發人員指南》第 2 版中的解除安裝 AWS IoT Greengrass 核心軟體。

（選用） 刪除第三方資源

完成本教學課程後，請考慮關閉您建立的任何外部資源。這有助於防止第三方供應商產生費用。

其他資源

如需詳細資訊，請參閱下列資源：